CN112664343A

CN112664343A - 一种发动机分层冷却水套结构

Info

Publication number: CN112664343A
Application number: CN202011541782.1A
Authority: CN
Inventors: 李延骁; 杨君
Original assignee: Shandong Jiaotong University
Current assignee: Shandong Jiaotong University
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-04-16

Abstract

本发明涉及一种发动机分层冷却水套结构，属于发动机技术领域。主要包括：气缸体、气缸套、外层水套、内层水套、进水口、出水口、通孔、密封圈。外层水套开设在气缸体内部，气缸套轴向中下部区域的外径小于其他区域，气缸套与气缸体过盈装配后在外径较小的区域围成内层水套，内层水套通过通孔与外层水套连通。缸套轴向中下部区域与内层水套冷却液接触，换热系数较小，提高了气缸套在该区域的结构温度，从而减小了气缸套轴向温度梯度，降低了活塞环摩擦损失。

Description

一种发动机分层冷却水套结构

技术领域

本发明涉及一种发动机分层冷却水套结构，属于发动机技术领域。

背景技术

气缸套-活塞环摩擦副作为发动机中最重要的摩擦副，其摩擦损失约占发动机机械损失的30％左右，因此降低气缸套-活塞环摩擦副摩擦损失对提高发动机机械效率非常重要。实际上，气缸套的轴向温度分布会直接影响活塞环与气缸套间的润滑摩擦状态。当活塞运动到上止点附近时，活塞环背压较高，活塞运动速度较低，此时期望气缸套与活塞环接触位置的温度控制在较低水平，从而使得润滑油粘度更大，成膜能力更强，减少微凸体接触摩擦；活塞运动到冲程中段时速度较高，此时期望气缸套与活塞环接触位置的温度控制在较高水平，从而使润滑油粘度更小，减少流体剪切摩擦，降低循环摩擦功。然而，实际中发动机气缸套在靠近上止点的区域温度较高，远离上止点的区域温度较低，轴向温度梯度大。如果能够减小气缸套轴向温度梯度，便可以降低活塞环摩擦损失。

发明内容

本发明的目的是为了减小发动机工作时气缸套轴向温度梯度，改善活塞环与气缸套的润滑状态，减少活塞环摩擦损失，从而提出了一种发动机分层冷却水套结构。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种发动机分层冷却水套结构，主要包括：气缸体、气缸套、外层水套、内层水套、进水口、出水口、通孔、密封圈。

外层水套开设在气缸体内部；外层水套内壁的下侧与上侧分别开设有进水口与出水口。

气缸套轴向中下部区域的外径小于其他区域，气缸套与气缸体过盈装配后在外径较小的区域围成内层水套；

气缸体与内层水套接触区域的上沿与下沿在周向上布置有多个通孔，内层水套通过通孔与外层水套连通；

气缸套外侧壁面下部开有槽，槽内设有密封圈，防止冷却液渗漏。

工作过程：

发动机运行过程中，冷却液由进水口进入外层水套，对结构进行冷却后由出水口流出。其中一部分冷却液由通孔流入内层水套，与气缸套进行热交换后流回外层水套。由于通孔的节流作用，内层水套中冷却液的流速低于外层水套，因此，相对于外层水套，内层水套中冷却液与结构壁面的换热系数较小。气缸套轴向中下部区域与内层水套冷却液接触，换热系数较小，提高了气缸套在该区域的结构温度，减小了与气缸套上部区域结构的温度差值，从而减小了气缸套轴向温度梯度，降低了活塞环摩擦损失。

在结构参数设计时，通孔的数量越多、内径越大，内层水套冷却液流速越高，可通过改变通孔的数量、内径来改变内层水套冷却液流速，达到调节气缸套温度分布的目的。

有益效果：

1、本发明的一种发动机分层冷却水套结构，减小了气缸套轴向温度梯度，降低了活塞环摩擦损失。

2、本发明的一种发动机分层冷却水套结构，内层水套由气缸套与气缸体过盈装配后形成，制造加工简便，造价低，便于实现标准化和产品化。

附图说明

图1是本发明的一种发动机分层冷却水套结构的剖视图；

其中，1—气缸体、2—气缸套、3—外层水套、4—内层水套、5—进水口、6—出水口、7—通孔、8—密封圈。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本发明的一种发动机分层冷却水套结构，主要包括：气缸体1、气缸套2、外层水套3、内层水套4、进水口5、出水口6、通孔7、密封圈8。

外层水套3开设在气缸体1内部；外层水套3内壁的下侧与上侧分别开设有进水口5与出水口6。

气缸套2轴向中下部区域的外径小于其他区域，气缸套2与气缸体1过盈装配后在外径较小的区域围成内层水套4；

气缸体1与内层水套4接触区域的上沿与下沿在周向上布置有多个通孔7，内层水套4通过通孔7与外层水套3连通；

气缸套2外侧壁面下部开有槽，槽内设有密封圈8，防止冷却液渗漏。

工作过程：

发动机运行过程中，冷却液由进水口5进入外层水套3，对结构进行冷却后由出水口6流出。其中一部分冷却液由通孔7流入内层水套4，与气缸套2进行热交换后流回外层水套3。由于通孔7的节流作用，内层水套4中冷却液的流速低于外层水套3，因此，相对于外层水套3，内层水套4中冷却液与结构壁面的换热系数较小。气缸套2轴向中下部区域与内层水套4冷却液接触，换热系数较小，提高了气缸套2在该区域的结构温度，减小了与气缸套2上部区域结构的温度差值，从而减小了气缸套2轴向温度梯度，降低了活塞环摩擦损失。

在结构参数设计时，通孔7的数量越多、内径越大，内层水套4冷却液流速越高，可通过改变通孔7的数量、内径来改变内层水套4冷却液流速，达到调节气缸套2温度分布的目的。

Claims

1.一种发动机分层冷却水套结构，主要包括：气缸体、气缸套、外层水套、内层水套、进水口、出水口、通孔、密封圈。

外层水套开设在气缸体内部；外层水套内壁的下侧与上侧分别开设有进水口与出水口；

气缸体与内层水套接触区域的上沿与下沿在周向上布置有多个通孔，内层水套通过通孔与外层水套连通。

2.如权利要求1所述的一种发动机分层冷却水套结构，其特征在于：气缸套外侧壁面下部开有槽，槽内设有密封圈。

3.如权利要求1所述的一种发动机分层冷却水套结构，其特征在于：通孔的数量越多、内径越大，内层水套冷却液流速越高，可通过改变通孔的数量、内径来改变内层水套冷却液流速。